小孔流量—压力特性实验
1.5.1 液体流经小孔的流量压力特性[共2页]
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第1章 液压传动基础知识液体流经小孔和缝隙的流量压力特性小孔在液压与气压传动中的应用非常广泛。
本节主要根据液体经过薄壁小孔、厚壁小孔和细长孔的流动情况，分析它们的流量压力特性，为以后学习节流调速及伺服系统工作原理打下理论基础。
1.5.1 液体流经小孔的流量压力特性1．薄壁小孔的流量压力特性在图1.13中，如果小孔的长度为l ，小孔直径为d ，当长径之比0.5l d≤时，这种小孔称为薄壁小孔。
一般孔口边缘做成刀刃口形式。
各种结构形式阀口一般属于薄壁小孔类型。
液体流过小孔时，因D d ，相比之下，流过断面1—1时的速度较低。
当液流流过小孔时在流体惯性力作用下，使通过小孔后的流体形成一个收缩截面A 2（对圆形小孔，约至离孔口2d 处收缩为最小），然后再扩大，这一收缩和扩大过程便产生了局部能量损失，并以热的形式散发。
当管道直径与小孔直径之比D /d ≥7时，流体的收缩作用不受孔前管道内壁的影响，这时称流体完全收缩；当D /d <7时，孔前管道内壁对流体进入小孔有导向作用，这时称流体不完全收缩。
设收缩截面222π4A d =与孔口截面2π4A d =之比值称为截面收缩系数C c ，即 222c 2A d C A d == （1-41） 在图1.13中，在截面1—1及截面2—2上列出伯努利方程。
由于D d ，12v v ，故v 1可忽略不计。
得221222222p p a v v g g g g ξρρ=++ （1-42） 化简后得2v C == （1-43） 式中，Δp ——小孔前后压差，Δp=p 1- p 2；α2——收缩截面2—2上的动能修正系数；图1.13 薄壁小孔的流量推导简图。
液压实验指导书
液压实验指导书液压传动综合实验台液压传动实验指导书浙江⼤学城市学院⼯程分院⼆○○五年九⽉⽬录(⼀)液压传动综合实验台基本操作指南2-3(⼆) 实验⼀液压传动基础实验指导书4-7(三) 实验⼆液压基本回路动作实验8-9(四)实验三⼩孔—压⼒流量特性实验10-11(五)实验四变量叶⽚泵静、动态特性实验12-14(六)实验五溢流阀特性实验15-17(七) 实验六换向阀特性测试18(⼋)实验七调速阀特性实验19-20(九)实验⼋液压缸特性实验21(⼗) 实验九液压系统节流调速实验22-23 附图1-1液压系统图24附图1-2液压试验台⾯板⽰意图25附图1-3台架背⾯各换向阀及压⼒表接⼝位置图26(⼀)液压传动综合实验台基本操作指南⼀、微机控制液压综合实验台液压系统图1-1是微机检测液压综合实验液压系统图，整个实验台液压系统由A、B、C、D、E等5个液压模块组成。
试验台的控制有⼿动和微机控制。
⼆、实验选择及选择液压模块组成实验系统A、微机控制操作液压系统图参照图1-1实验者每次可选择其中若⼲个液压模块组成⾃⼰所需同的实验系统。
⼀共可组成四个实验系统。
它们分别是：1、液压传动基础实验2、液压系统节流调速实验3、溢流阀静、动态特性实验4、变量叶⽚泵静、动态特性实验开启计算机，根据屏幕提⽰，选择您想做的实验（代号为1、2、3、4）。
然后选择若⼲液压模块（A、B、C、D、E）组成所需的实验系统。
选择正确，可进⼊下⼀步的实验程序。
如果选择不正确请重新选择⼀次，若三次错误，计算机提⽰“请您再仔细阅读实验指导书”（计算机使⽤⽅法参阅另⼀说明书）。
B、⼿动操作参照图1-1液压系统图及图1-2液压传动综合试验台⾯板⽰意图，试验台能完成的实验项⽬有：1、液压传动基础实验；2、液压基本回路实验；3、⼩孔（薄壁孔和细长孔）流量—压⼒特性实验；4、叶⽚泵特性实验；5、溢流阀特性实验；6、换向阀特性实验；7、调速阀的流量—压⼒特性实验；8、液压缸的运转试验及负载效率测定；9、节流调速特性实验。
第二章第五节流量压力特性
900 40106 Pa s 36103 Pa s
l 0.002m
例题：有一固定同心圆环缝隙，直径d=1cm,缝 隙δ=0.01mm,缝隙长度l=2mm,缝隙两端的压差 △p=21MPa，油的运动粘度ν=4×10-5m2/s,油的 密度为900kg/m3，求其泄漏量。 带入上式得
液流收缩的程度取决于Re、孔口边缘形状、孔口离 管道内壁的距离等因素。对于圆形小孔，当管道直径D 与小孔直径d之比D/d大等于7时，流速的收缩作用不受 管壁的影响，称为完全收缩；反之，管壁对收缩程度有 影响时，称为不完全收缩。
和 Ⅱ 取图示 Ⅰ 为计算截面，设截面Ⅰ处的压力和 平均流速为p1和v1，截面Ⅱ处的压力和平均流速为p2和 v2。选取轴线为参考基准，则z1=z2，据此该薄壁小孔 的伯努利方程为：
液体流经薄壁的情形如图所示，液流在小孔上游大 约d/2处开始加速并从四周流向小孔。由于流线不能突 然转折到与管轴线平行，在液体惯性的作用下，外层流 线逐渐向轴线方向收缩，形成收缩截面A2。对于圆孔， 约在小孔下游d/2处完成收缩。通常把最小收缩面积A2 与孔口截面积A0之比值称为收缩系数Cc，即
A2 Cc A0
2、短孔和细长孔的流量压力特性
短孔和细长孔的定义也是根据长径比，长径比小于 4时定义为短孔，大于4的为细长孔。 短孔的流量可以根据式2.5.3计算，但其流量系数 要根据图2.5.2查出。短孔常用语固定节流器使用。
液流在细长孔中的流动一般为层流，可以用式 2.4.3来表达其流量压力特性，即
d 4 d2 q p Ap CAp 128l 32l
例题：有一固定同心圆环缝隙，直径d=1cm,缝 隙δ=0.01mm,缝隙长度l=2mm,缝隙两端的压差 △p=21MPa，油的运动粘度ν=4×10-5m2/s,油的 密度为900kg/m3，求其泄漏量。 解： 只在压差作用下，流经同心圆环缝隙流量的计 算公式为
第7章液体在缝隙中的流动
流体力学－杨阳
重庆大学
1）小孔类型
(1)细长孔：孔长比孔径大的多，L>4d; (2)薄壁孔: 孔长比孔径小的多，L<0.5d; (3) 厚壁孔（短孔）：长径比介于细长孔和薄壁孔之间。 在细长孔中，流体流动为层流，薄壁孔中流体流动为完全 紊流，而短孔中的流动为过渡流动。
流体力学－杨阳
重庆大学
流体力学－杨阳
dy
dy 2
代入 d dp 得
dy dx
d2u 1 dp
dy2
dx
流体力学－杨阳
重庆大学
d2u 1 dp
dy2
dx
dp dx
：压力在x轴方向的变化率，常数。
沿缝隙长度l
的压力降为p，有：
dppp1p2
dx l
l
const
可得
d 2u dy 2
p l
将上式对y进行两次积分得
p(x)p1p1 lp2xp1 lpx
p1 p2
p1
u
x l
x P2
流体力学－杨阳
重庆大学
通过缝隙的流量：
Q bh3 p 12 .l
缝隙流基本方程
流过缝隙的压力降（压力损失）：
沿程阻力系数：
其中
流体力学－杨阳
重庆大学
缝隙流计算的一般步骤：
（1）选择流体单元（dx×dy×b），p(x)，（y）；
第七章 液体在缝隙中的流动
在机械设备中相对运动的两个零件其接触面必然有一
定的间隙（缝隙），间隙的合理确定直接影响到机械的 性能。
液压系统中泵、马达和换向阀等液压元件都是利用元
件的相对运动进行工作的，处处存在着缝隙流动问题。
流量特性
倒锥的液压侧向力使偏心距加大，当液压侧向力足够大时， 阀芯将紧贴孔的壁面，产生所谓液压卡紧现象；而顺锥的液压侧 向力则力图使偏心距减小，不会出现液压卡紧现象。 • 为减少液压侧向力，一般在阀芯或柱塞的圆柱面开径向均压 槽，使槽内液体压力在圆周方向处处相等，槽深和宽为0.3～ 1.0mm。
液压冲击
气穴现象
气穴现象——液压系统中，某点压力低于液压油液所在温度下的空气
分离压时，原先溶于液体中的空气会分离出来，使液体产生大量的气 泡，这种现象称为气穴现象。当压力进一步减小低于液体的饱和蒸汽 压时，液体将迅速汽化，产生大量蒸汽气泡使气穴现象更加严重。气 穴现象多发生在阀口和泵的吸油口。
•
气穴现象的危害 大量气泡使液流的流动特性变坏，造成流量和压 力不稳定；气泡进入高压区，高压会使气泡迅速崩溃，使局部产生非 常高的温度和冲击压力，引起振动和噪声；当附着在金属表面的气泡 破灭时，局部产生的高温和高压会使金属表面疲劳，时间一长会造成 金属表面的侵蚀、剥落，甚至出现海绵状的小洞穴，这种气蚀作用会 缩短元件的使用寿命，严重时会造成故障。
对孔前、孔后通道断面1－1、2－2 列伯努利方程，其中的压力损失包括 突然收缩和突然扩大两项损失。
流经薄壁小孔流量
q = CdAo（2Δp /ρ）1/2
– Cd—流量系数，Cd=CvCc
•
Cv称为速度系数 ；Cc称为截面收缩系数 薄壁小孔因沿程阻力损失小，q 对油温变化不敏感， 多被用作调节流量的节流器。
平板缝隙
•
两平行平板缝隙间 充满液体时，压差作用 会使液体产生流动；两 平板相对运动也会使液 体产生流动。
• q = b h 3Δp / 12μl ± u ob h / 2
1.5小孔和缝隙的流量特性
第1章 液压流体力学基础
液压油
液体静力学 流体动力学
管路系统流动分析 液压冲击与气穴现象
流动液体的压力损失 小孔和缝隙的流量特性
q
δ bP 1 2μ l
（1-31）
3
2、液体流经环形缝隙的流量特性
q π
Dδ P
3
(1 1 .5 ) ε
2
12l
e-偏心距 ε=e/δ δ-无偏心时的环形缝隙值， ΔP-液体沿轴向流动的压力差； l-环的轴向长度
1.6 液压冲击和空穴现象
1.6.1 液压冲击
在液压系统中,由于某种原因引起的液体压力急剧交替升 降的阻尼波动过程,称为液压冲击。
2、空穴现象举例
1）节流口处的空穴现象
2）液压泵的空穴现象
f
P
lρ v d 2
2
ρ v 2
2
1.5 小孔和缝隙的流量特性
1.5.1节流与阻尼
1、节流原理
液体在管道中流动时，若流道突然变窄， 在液压传动系统中常遇到油 形成小孔，如图1-13所示，则液流流经小 液流经小孔或间隙的情况，例如 孔时会产生一个较大的局部压力损失。孔 节流调速中的节流小孔，液压元 越小，局部压力损失越大。 件相对运动表面间的各种间隙。 此时，将在小孔的前后形成一个压力降 研究液体流经这些小孔和间隙的 ΔP，同时使流经小孔的液体量受到限制。 流量压力特性，对于研究节流调 液体的这种流动损失称为节流损失，这个 速性能，计算泄漏都是很重要的。 图1-13 薄壁小孔液流状态示意图 过程就是节流原理。 2、阻尼 由于液体流经小孔时存在着节流损失，故常利用小孔的这一特性来制成限 制液体流动的元器件。这种利用节流原理来阻挡液体流动的过程称为阻尼。
测定小孔出流中孔径、形状与流量关系实验
本科生流体力学综合设计实验No: 2007-02测定小孔出流中孔径、形状与流量关系实验学生：孙梁雅专业： 2004级应用气象指导教师：赵亮副教授中国海洋大学海洋学国家基础科学人才培养基地2007测定小孔出流中孔径、形状与流量关系实验2004级 应用气象 孙梁雅一． 实验目的1. 加深对伯努力方程的理解；2. 验证课本中提到的小孔出流现象,探索孔的形状和直径的大小对出水速度的影响。
二． 实验原理理想正压流体在有势质量力作用下，其运动方程在定常及无旋两特殊情形下可以积分出来，运动方程的这两个第一积分分别为伯努利积分和拉格朗日积分。
伯努利积分：212p v h ρ++=恒量 是能量守恒的数学表达。
左边各项分别代表单位质量内的压力能，动能，势能。
由此式推出：单位质量内的总能量，即压力能，动能，势能的总和在流线上守恒。
应用伯努利积分的原理，现有一个很大的容器盛满着水，在容器侧面距水面h 的器壁上开一小孔，水从小孔流入大气，求小孔射流的流速v 。
如果我们从出口B 处追溯容器中的流线，就会发现它们都通过自由面A 。
当水外泄时自由面 就慢慢下降。
如果自由面的面积SA 比小孔的面积SB 大得多，那么根据不可压缩流体的连续方程，V A比VB要小得很多，可以近似的认为V A=0，液面A静止不动（注意：V A，VB都是平均速度）。
这样，不同时刻容器内水流的状况应该是一样的，也就是说运动是定常的。
对图中（图1）某一流线应用伯努利积分，并考虑到自由面A处和射流出口B处的压力都是大气压，则有：小孔处流速与质点自液面A自由下落到达小孔时的速度相同。
当然，这是按理想流体计算的，在实际流体中由于粘性阻力，射流的速度要小一些。
如果管嘴是圆形的，则射流速度为理想流体射流速度的0.98左右。
图1 小孔出流示意图当水箱体积相同，小孔的位置也相同，小孔的直径变化时，如逐渐减小，出水量会有什么变化？小孔的形状对出水量会有影响吗？法国数学家和工程师彭赛列(Jean-Victor Poncelet,1788年~1867年)和洛斯布罗斯(Losbros)于1827年~1835年，美国矿业工程师和流体力学家史密斯（Hamitton Smith,1840年~1900年）于1885年，以及其他人在不同的时间都作了这样的实验。
液压实验指导书
实验一液压系统中工作压力形成的原理一实验目的1、通过实验理解液压系统压力和外加负载的关系；2、通过实验分析液压系统负载由哪几方面组成；3、通过实验理解液压系统中工作压力的组成，有效工作压力，无效工作压力（压力损失）。
二实验原理（一）液压缸的外加负载变化对液压缸工作压力的影响。
实验在常摩擦阻力的情况下和液压工作不变的情况下进行。
在实验装置中，液压缸垂直布置，外负载用砝码直接加在活塞杆的一端，通过加不同的砝码观察液压工作压力值的变化、通过实验，计算液压缸的有效工作压力，做出负载——压力曲线。
注意此实验不同负载时的液压缸运动速度变化情况。
（二）进入液压缸的流量改变时，对液压缸工作压力的影响。
液压传动中流量和压力是两个独立的重要参数，它们之间没有直接的相互影响。
在一定负载下，仅改变进入液压缸的流量。
观察压力变化值及速度情况。
注意：此项实验，液压缸回油阻力必须很小，否则将产生不同背压，造成一定误差值。
（三）液压缸活塞下时，回油路的液压局部阻力（背压）变化时对液压缸工作压力的影响。
液压阻力包括两部分，即局部阻力与沿程阻力，本实验装置采用改变局部阻力（节流阀的通流截面积）的方法进行。
当液压缸上腔进油时，回油路上的节流阀阻力，可以看成是液压缸的无效负载，改变节流阀的通流截面积，就可研究液压局部阻力变化对液压缸的影响。
实验应在正常摩擦阻力和外负载不变的发现情况下进行。
（四）多缸并联时，外加负载不同时，对系统工作压力的影响。
实验装置中采用三个液压缸的并联施加不同负载，观察压力变化及它们的运动状态。
三实验步骤本实验在QCS002实验台上进行。
实验前调试：（1）实验油温控制在工作中20℃~40℃范围内。
（2）调整溢流阀4使压力15kgf/cm2(1.5MPa), 节流阀8、9、10开至最大，不加砝码慢慢打开调速阀6，使活塞杆运动速度不宜快，要求在运动过程中，有充分观察出压力表指示值。
1、观测液压缸的外加负载变化时，对液压缸工作压力的影响。
小孔及缝隙流量
۩
3）油液在偏心环状缝隙中的流动 无相对运动
πdδ ∆p qv = (1+1.5ε 2 ) 12µl
3
相对偏心率ε=e/δ 相对偏心率ε=e/δ 有相对运动
πdδ 3∆p πdδu0 2 qv = (1+1.5ε ) ± 12µl 2
共 青 学 院 工 程 技 术 系
《液压与气压传动基础》 液压与气压传动基础》
qV = cd A
2∆p
ρ
Cd－流量系数，由试验确定， Cd－流量系数，由试验确定， 完全收缩： 62， 完全收缩 ： 取 0.6 － 0.62 ， 不 完全收缩： 完全收缩：0.7-0.8 A－小孔截面积
共 青 学 院 工 程 技 术 系
《液压与气压传动基础》 液压与气压传动基础》
第1章液压传动基础知识
共 青 学 院 工 程 技 术 系
《液压与气压传动基础》 液压与气压传动基础》
第1章液压传动基础知识
液压冲击的危害： 液压冲击的危害： 液压冲击的压力峰值往往比正常工作压力高好几倍， 液压冲击的压力峰值往往比正常工作压力高好几倍，瞬间 引起振动和噪声，而且会损坏密封装置、 压力冲击不仅 引起振动和噪声，而且会损坏密封装置、 管道和液压元件， 管道和液压元件，有时还会使某些液压元件 ( 如压力继 电器、 产生误动作，造成设备事故。 电器、顺序阀等 ) 产生误动作，造成设备事故。 减小液压冲击的措施
天煌教仪THSYC-1B液压传动与PLC实验指导书
实验一液压传动基础实验液压传动是机械能转化为压力能，再由压力能转化为机械能而做功的能量转换传动机构。
油泵产生的压力大小，取决于负载的大小，而执行元件液压缸按工作需要通过控制元件的调节提供不同的压力、速度及方向，理解液压传动的基本工作原理和基本概念，是学习本课程的关健。
本实验通过液压缸的往复运动，了解压力控制、速度控制和方向控制的相关控制阀的作用及进一步理解液压传动基本工作原理和基本概念。
本实验教师可以边演示、边讲解、边提出问题；也可以使学生自行完成实验：并观察现象、记录数据，解答问题。
一、实验目的：通过教师边实验演示、边讲解，边提出问题，使学生进一步熟悉、掌握液压实验的基本操作，了解各种液压控制元件及在系统中的作用。
理解液压传动基本工作原理和基本概念，也可以在学生充分阅读理解实验指导书的基础上完成本实验，记录实验结果，回答指导书所列出的思考题。
二、实验装置：图1为液压基础实验系统图。
按图1所示用带快速接头体的软管分别连接各模块组成实验用的液压系统图。
液压基础实验系统的组成：液压元件：油缸一只，7：单向调速阀（2FRM5）一只，8：单向节流阀（DRVP8）一只，1、2：先导式溢流阀（DB10）两只，4：直动式溢流阀（DBDH6P）一只，5：减压阀（DR6DP）一只，6：三位四通电磁换向阀（4WE6E）一只，3、二位三通电磁换向阀（3WE6A）一只，油泵（VP8）一只；辅助元件：压力表两只、四通接头一只、三通接头三只、软管20支、流量计一台。
图1注意：接好液压回路之后，再重新检查各快速接头的连接部分是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动。
三、实验步骤：1、读通图1的液压系统，了解各液压元件的名称、熟悉液压职能符号及各液压元件在系统中的作用。
2、压力控制：1)、溢流阀遥控口卸荷，减压阀出口暂不接油箱，Z1不带电，开泵P1压力指示很小（主要是管路的阻力），并且不可调节，何故？2)、溢流阀调压，Z1得电，开启泵P1 指示值随阀1的调节而变化。
小孔流量与压力的关系
小孔流量与压力的关系稿子一嗨，亲爱的朋友们！今天咱们来聊聊小孔流量与压力的关系，这可有趣啦！你想啊，压力就像一个大力士在后面推水一样。
压力越大，这个大力士就越使劲儿，水从小孔里冲出来的速度也就越快，流量自然就大啦。
比如说，家里的水龙头，如果水压特别足，那水哗哗地流，流量可大了。
就好像大力士卯足了劲儿在推。
但要是水压小，水就慢悠悠地淌出来，流量也就小得可怜。
再想想消防车上的水枪，压力超级大，水从小孔喷出来，那流量大得能一下冲好远。
这就是压力大带来的效果呀。
反过来呢，如果小孔变大了，就算压力不变，流量也会增加哦。
就好比原来的小通道变成了大通道，水自然能流得更多更快。
所以说呀，小孔流量和压力的关系那是相当密切，它们就像一对好伙伴，互相影响，谁也离不开谁。
怎么样，是不是觉得还挺有意思的？哈哈，下次看到水流，你就可以想到它们之间的奇妙关系啦！稿子二亲爱的小伙伴们，咱们来唠唠小孔流量与压力的关系哈！想象一下，压力就是那个给水流加油打气的家伙。
压力越大，水流就越有冲劲，从小孔里跑出来的水就越多，流量也就跟着变大。
比如说打气筒，咱们用力打气，里面压力变大，气从小孔里冲出来可猛啦，这流量就大。
那要是压力小呢，就像没吃饱饭的人，没力气，水流就软趴趴的，流量少得可怜。
还有哦，小孔的大小也很关键。
如果小孔很小很小，就算压力挺大，流量也有限。
但要是把小孔弄大一些，哪怕压力不是特别大，流量也能增加不少呢。
就像一条小窄路和一条大马路，同样的人流量，大马路能通过的肯定更多呀。
在实际生活里，像油泵、水泵这些东西，都是靠控制压力和小孔的大小来调节流量的。
呢，小孔流量和压力，它们俩的关系就像跳双人舞，配合好了才能跳出精彩的舞步哟！是不是很神奇呀？。
流阻特性实验
液阻特性实验发布日期：[08-10-19 15:32:52] 浏览人次：[768]一、实验目的液压传动的主要理论基础是液体力学,油液在系统中流动时,因磨擦和各种不同形式的液流阻力，将引起压力损失,它关系到确定系统的供油压力，允许流速,元件辅助装置和管道的布局等,对提高效率和避免温升过高有着重要的意义。
另一方面在液压传动中常会遇到油压流经小孔和缝隙的情况，而它们的流量计算公式是建立节流调速和伺服系统等工作原理的基础，同时也是对液压元件和相对运动表面进行泄漏估算和分析的基础。
本实验通过对标准型液流阴力的实验，定量的确定“流量－压力特性”，计算出与液阻特性有关的指数φ，深入理解孔口液流的液阻特性。
本实验通过测量油液流过不同形状管道和液压元件的压力损失，深入了解产生压力损失的主要原因，并分析在实验条件下的压力损失数值的大小，从而建立一定量的概念。
本实验还通过环形缝隙流动的实验，通定流量一压力特性，进而验证；当ε=l时，最大偏心环形缝隙的流量是同心环形缝隙流量的2.5倍。
二、实验内容和方案(一) 薄壁小孔、细长小孔和短孔的液阻特性(流量一压力特性)液压系统中，油液流经液压阻力时产生压力损失。
流量Q与压力损失Δp之间可有如下表达式：Q=ΔPφ/R式中R——液阻，与孔口尺寸、几何形状、油液性质和流动状态等因素有关；φ——与液阻特性有关的指数。
上式取对数得：1gQ=1g R -1+φlgΔP取lgΔP为横坐标，取1gQ为纵坐标，1g R -1为纵坐标轴上的截距，则φ为直线的斜率。
理想情况下：当液阻为薄壁小孔时，φ=0．5当液阻为细长小孔时，φ=1当液阻为短孔时，0.5<φ<1实验装置按理论进行设计，每种标准形式的液阻都分别做成独立的(参数是确定的)装置，以便分别对它们进行实验。
测量点的布置及其与标准压力表的连接，其中特别是泄漏等对实验精度有着重要的影响。
流量的测量采用椭圆齿轮流量计，用秒表计时，直接观察流量的累积数差。
流动液体的压力损失和流经小孔
课题 5: 流动液体的压力损失和流经小孔，间隙的流量计算目的要求: 理解层流、紊流及雷诺数的概念；明确液压传动中能量损失的主要表现形式——压力损失的计算方法；常见孔口、缝隙流量的计算方法，为后续理论打下必要基础；重点：雷诺数，压力损失和孔口流量计算方法及公式意义复习提问：1作业讲评2．上次课主要内容：一组基本概念：①理想液体与稳定流动②通流A、υ、q；③二个基本方程：连续性及伯努利方程3．二个基本方程的物理意义、量纲、理想液体与实际液体伯氏方程的差别？作业： 2-15；2—19教具: 课件教学内容：（附后）第3节液体流动时的压力损失引言：在液传中，伯氏方程中的hw主要为压力损失,其后果是增加能耗和泄漏，故在液压传动中研究发生压力损失的途径具有实际意义压力损失可分为：沿程压损和局部压损。
一、层流、紊流、雷诺数实验证明，液体流动的压力损失与液体的流动状态有关。
液体的流动有两种状态，即层流和紊流。
雷诺数（Re ）可以判断液体的流态。
vd H Re υ=(2-17)实验证明：流体从层流变为紊流时的雷诺数大于由紊流变为层流时的雷诺数，前者称上临界雷诺数，后者称下临界雷诺数。
工程中是以下临界雷诺数c Re 作为液流状态判断依据，简称临界雷诺数，若Re ﹤c Rc 液流为层流；Re ≥c Re 液流为紊流。
常见管道的液流的临界雷诺数，见表2-2。
二、沿程压力损失液体在等径直管中流动时，因内外摩擦而产生的压力损失称之。
经理论推导和实验修正：22λρυλd l p =∆ （2-18）式中阻力系数λ的取值：层流：理论值 λ=64/Re 实际值 λ=75/Re(金属管) λ=80/Re(橡胶管)紊流：λ=0.3164Re(-o.25)可见，△P λ的大小与流动状态有关，还与流速（故要限制流速）、管长、管径等因素有关，在应用上式时，先要判断流态、确定λ后才能进行计算。
三、局部压力损失产生局部压损的场所、原因。
其大小一般以实验确定。
液压试验台参数
TC-GY02型智能化液压传动综合测控系统TC-GY02型智能化液压传动综合教学实验台在TC-GY01型的基础上，增加了智能化测试与分析手段，流量、压力及转速等参数均采用传感器测量，通过数据采集卡和计算机连接，实现计算机智能数据采集、分析、处理、即时显示、曲线自动生成等功能。
是跟踪现代化液压工业发展，实现机电液一体化教学的新型液压传动与控制综合实验台。
一）、液压性能测试实验设备应服务的课程该实验设备能为以下课程及实践性教学环节服务：《液压与气压传动》、《测试技术》、《电气控制及PLC》、《机电一体化技术》、《机电传动与控制》、机电课程设计以及毕业设计和科研工作。
能完成液压传动方面的全部实验，如液压传动基础实验、液压传动基本回路实验（如压力控制回路、速度调节回路、方向控制回路、锁紧回路、双缸工作控制回路、液压马达应用回路等）、小孔压力流量特性实验、主要液压元件液压泵及多类控制阀（如压力阀、换向阀、流量阀等）的静态特性测试实验、液压系统中典型节流调速特性实验以及基于PLC控制技术的液压传动实验等。
二）、实验设备的功能1. 系统全部采用标准的工业用液压元件，使用安全可靠，真正工业化。
所有液压阀均采用国际先进的力士乐技术液压元件，性能参数完全符合工业应用标准；2. 实验回路即插即用：实验时学生能快速了解实验台功能，迅速掌握操作技能，并快速完成实验操作。
连接方式采用快换接头，每个接头都配有带自锁结构的单向阀，保证实验安全。
内部密封材料能确保不漏油，保证实验过程的清洁干净；3. 具有多样化的实验控制方式。
实验回路具有机械控制、传统的继电器控制、先进的PLC自动控制等多种控制技术，能让实验者全方位、多层次的深入了解液压系统的控制多样化，以锻炼学生的灵活应用能力；4. 实验设备具有很好的扩展性能。
实验设备中的元器件采用标准化转换接头，其配置方案可根据具体的实验要求进行选配，即实验台具有很好的增减兼容性；5. 可编程控制器（PLC）能与PC机通讯。
1.5小孔和缝隙的流量特性
2、空穴现象举例
1）节流口处的空穴现象
2）液压泵的空穴现象
q C q AT 2P
注意：Cq=0.82
结论：
（1）对薄壁小孔，流过小孔流量与小孔前后压差的 平方根成正比，与油液粘度无关。 （2）对细长小孔，流过小孔流量与小孔前后压差 成正比，与油液粘度成反比。
1.5.3 缝隙流量特性
1、液体流经固定平行平板缝隙的流量特性 固定平行平板间隙流动(压差流动)且u=0 上、下两平板均固定不动， 液体在间隙两端的压差的作用 下而在间隙中流动，称为压差 流动。 缝隙高为δ，长度为l 宽度为b（图中未表示）
在一定的温度下，如压力降低到某一值时，过饱和的空 气将从油液中分离出来形成气泡，这一压力值称为该温度下 的空气分离压。
饱和蒸汽压：
当液压油在某温度下的压力低于某一数值时，油液本 身迅速汽化，产生大量蒸汽气泡，这时的压力称为液 压油在该温度下的饱和蒸汽压。
一般来说，液压油的饱和蒸汽压相当小,比空气分离压小得 多，因此，要使液压油不产生大量气泡，它的压力最低不得 低于液压油所在温度下的空气分离压。
通过通流截面的流量就等于平均流速乘以通流截面积。令此流量与上 述实际流量相等，得：
q
则平均流速为： 单位：m/s v = q/A
udA A
A
1.3.2 流态和雷诺数
1、层流和紊流
层流：液体质点互不干扰，液体的流动呈线性或层状，且平行于管道轴线； 紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动以外，还存在 着剧烈的横向运动。
图1-14 薄壁小孔液流状态示意图
q A 2 v 2 C c AT v 2 C c C v AT
2P ρ
C q AT
【精选】7.1节流口流量特性
·节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金属，以 减小吸附层的厚度。
7.1.3
节流口的形式与特征 节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性
在很大程度上决定着流量控制阀的性能。 (1)直角凸肩节流口 本结构的特点是过流 面积和开口量呈线性结构 关系，结构简单，工艺性 好。但流量的调节范围较 小，小流量时流量不稳 定，一般节流阀较少使 用。 B h
Δp
在流体力学中，我们遇到过两大类节流口。 一类是细长孔，m=1。在液压工程中，往往把这类节 流口当作固定(不可调)节流器使用。 另一类是薄壁节流口,m=0.5。用紊流计算这一类节流 口的流量。常常把它们作为节流阀阀口使用。 关于薄壁节流口的流量公式，在流体力学中已然推导 和证明过，我们只引用其结论即可。令 K Cq 2 / , m=0.5流过薄壁小孔的流量公式由式（7.1）变为:
节流口形式接近于薄壁孔口，以获得较好的流量稳定性。
（2）油温变化对流量稳定性的影响
油温升高，油液粘度降低。对于细长孔，当油温升 高使油的粘度降低时，流量Q就会增加。所以节流通道长 时温度对流量的稳定性影响大。 对于薄壁孔，油的温度对流量的影响是较小的，这 是由于流体流过薄刃式节流口时为紊流状态，其流量与 雷诺数无关，即不受油液粘度变化的影响；节流口形式
7.1.2 影响流量稳定性的因素
液压系统在工作时，希望节流口大小调节好后，流量 Q稳定不变。但实际上流量总会有变化，特别是小流量 时，影响流量稳定性与节流口形状、节流压差以及油液温 度等因素有关。
（1）压差变化对流量稳定性的影响
当节流口前后压差变化时，通过节流口的流量将随 之改变，节流口的这种特性可用流量刚度T来表征。
Q Cd A
2
两端压差,小孔流量计算
两端压差与小孔流量计算：理论与应用在流体动力学中，小孔流量是一个重要的概念，它涉及到流体通过小孔的流量与压差之间的关系。
在实际应用中，理解小孔流量与两端压差的关系对于优化流体系统、提高设备效率以及解决工程问题至关重要。
本文将探讨小孔流量的基本原理、计算方法及其在工程实践中的应用。
一、小孔流量原理小孔流量原理基于伯努利方程，即在一个不可压缩的稳定流场中，流体的动能与势能之和保持恒定。
当流体通过一个小孔时，由于阻力的作用，流体的速度会增加，导致压力降低。
这种压力差使得流体从小孔流出，形成一定的流量。
二、小孔流量计算小孔流量的计算涉及到流体的性质、小孔的几何形状以及压差等参数。
根据伯努利方程和流体连续性方程，可以推导出小孔流量的计算公式。
对于圆形小孔，流量Q可由下式表示：Q = 0.461 × (ΔP/ρ)0.5 × d2 × (k/k+1)^0.5其中，ΔP为两端压差，ρ为流体密度，d为小孔直径，k为粘度系数。
该公式考虑了流体的粘性效应，适用于计算低雷诺数条件下的小孔流量。
三、应用实例1.流体系统设计：在流体系统的设计中，如泵、阀、管道等，了解小孔流量的特性对于优化设计至关重要。
通过合理选择小孔的尺寸和位置，可以降低能耗、提高系统效率。
2.工业生产过程：在石油、化工、制药等工业生产过程中，小孔流量计广泛应用于测量流体的流量。
通过对两端压差的测量和计算，可以实时监测和控制生产过程中的流量参数。
3.生物医学研究：在生物医学研究中，如血液流动、肺呼吸等生理过程的研究中，小孔流量原理同样适用。
通过实验测量和数值模拟，有助于深入理解生物体内的流动现象和生理机制。
4.环境保护工程：在污水处理、空气净化等环境保护工程中，小孔流量原理可用于研究流体流动规律和优化处理设备的性能。
例如，通过优化曝气装置的小孔设计，可以提高氧气的传递效率，降低能耗。
四、结论两端压差与小孔流量之间的关系是流体动力学中的基本原理之一。
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五、实验数据及结果
1
P6（MPa） P10（MPa） P1（MPa） V(L) T(s) Q(l/min)
2
3
4
5
678六、绘制 Nhomakorabea验曲线油路部分
电气部分
回路中P6为泵的出口压力，P10压与P1压为小孔前后的 压力(采用精密压力表一、二)用测压软管相连，通过调节流 阀改变小孔的流量，其流量值由量杯测得，再用容积法算 得单位时间里通过小孔的流量。 四、实验步骤 旋紧节流阀，调溢流阀(带溢流阀泵源)，使得P的出口压 力为3Mpa Z1得电，关紧量杯的放油口。 全松节流阀，Z1不得电，测得通过小孔的流量，同时读小孔 前后的压力差ΔP=P10-P1，通过调节流阀的开口量，从小 到大逐点记录在表格 注意：输入量杯流量过多时，及时使Z1得电，以免油溢出量 杯
小孔压力——流量特性实验
一概述： 液压流体力学基础的基本知识，为分析、设计以至使用液 压传动系统，打下必要的理论基础。小孔压力——流量特性， 是流体运动的重要概念之一。 L∕d≥4 为细长孔 Q =（Лd4△P）∕（128ηL） L∕d≤0.5 为薄壁小孔 C=0.6～0.62 本实验装置可完成细长孔(Φ1.2mm L=6mm )的压力-流量 特性实验。 细长孔在层孔围内，其压力——流量特性应为线性关系。 二、实验目的 1、学会小孔压力——流量特性的实验方法 2、实测小孔压力——流量特性和理论推导值作比较。 三、实验装置 用带有快速接头的液压软管，根据下图组成液压回路 注意：接好的液压回路之后，再重新检查各快速接头的连接部 分是否连接可靠，最后请老师确认无误后，方可启动。